1、单元素养检测(四)(第四、五章)(90分钟100分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1关于手机发出的无线电波与蝙蝠发出的超声波的说法正确的是()A无线电波传播不需要介质，超声波传播需要介质B无线电波在任何介质中传播速率都相同，超声波在同一种介质中传播速率都相同C无线电波和超声波在真空中传播的速度都是3108 m/sD无线电波和超声波都是电磁波，无线电波的频率大于超声波的频率【解析】选A。无线电波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，其波速与介质和频率都有关，在真空中的传播速度是3108 m/s，而超声波是机械波，机械波传播需要
2、介质，其传播速度只与介质有关，在真空中不能传播，A正确，B、C、D错误。2下列应用中不是利用了传感器的有()A医疗和防疫需要的快速、准确而又与被测者身体没有接触的体温测试仪B化工厂控制室内为了同时知道相距较远的若干个反应器中的温度所用的温度测试仪C宾馆房间的天花板上会安装一个报警器，当房间失火时，它能通过电路发出警报D用弹簧测力计测出物体的重力【解析】选D。医疗和防疫需要的快速、准确而又与被测者身体没有接触的体温测试仪，化工厂的控制室内为了同时知道相距较远的若干个反应器中的温度所用的温度测试仪，都是把温度这个热学量转换为电学量，所用的都是温度传感器；宾馆房间的天花板上会安装一个报警器，当房间失
3、火时，它能通过电路发出警报是把光学量转换为电学量；用弹簧测力计测出物体的重力是用到胡克定律。3许多饮水机，可以保证出水温度恒定，采取的方法是()A持续加热B设定程式，固定各次加热时间及加热时间间隔C水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热D人工控制加热按钮【解析】选C。饮水机温度控制系统以调节饮水机温度为目的，其输入参数主要是水温信号和设定温度。输出信号主要是温度显示、声光报警和执行加热。工作时传感器将温度传给单片机，当水温低于设定温度时，单片机控制加热模块加热，当温度高于设定温度时，继电器断开，加热停止。从而实现温度控制的目的。故选C。4.如图所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，
4、在太阳光的照射下，地面呈现的是圆形黑影，在黑影中放一支温度计，可发现温度计显示的温度明显上升，则由此可断定()A含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的B含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的C含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的D含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的【解析】选C。红外线最显著的作用是热作用，可以判断含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的。5如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是()A只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄B机动车只要驶过埋有压力
5、开关的路口，摄像系统就会自动拍摄C若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用D只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄【解析】选D。只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，故A、B错误，D正确；光控开关和压力开关相互牵制，相互影响，因此这两个开关只能串联，不能并联，故C错误。6如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图。现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)()A.如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C如果R为用半导体材料制成的热敏电阻，读数变化非常明显D如果R为
6、用半导体材料制成的热敏电阻，读数变化不明显【解析】选C。金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差，而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且灵敏度高，故选项C正确。7如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器。话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极。在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转换为电信号。其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的()A.距离变化B正对面积变化C介质变化 D电压变化【解析】选A。话筒中金属层与金属板
7、构成平行板电容器，当讲话时，振动膜的振动相当于两极板间的距离发生变化，由平行板电容器C可知，当d发生变化时，引起电信号的变化，A正确。85G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正在大力发展5G网络。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图)，比目前4G及以下网络(通信频率在0.3 GHz3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)是4G网络的50100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是()A在真空中的传播速度更快B在真空中的波长更长C衍射的本领更强D频率更高，相同时间传
8、递的信息量更大【解析】选D。任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误；因5G信号的频率更高，则波长小，故B错误；因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，故C错误；频率更高，相同时间传递的信息量更大，故D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但选不全得2分，有选错的得0分。9.A、B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球。两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R1为光敏电阻，R2为滑动变阻器，R3为定值电阻。当R2的滑动触头P在a端时闭合开关S。此时电流表A和电压
9、表V的示数分别为I和U，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为，电源电动势E和内阻r一定。则以下说法正确的是()A若将R2的滑动触头P向b端移动，则I和U均保持不变B保持滑动触头P不动，用更强的光照射R1，则I增大，U增大C保持滑动触头P不动，用更强的光照射R1，则小球重新达到稳定后变大D保持滑动触头P不动，用更强的光照射R1，则U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值不变【解析】选A、D。由题中电路图可看出，电压表V测量的是路端电压大小，电路稳定时R2支路中无电流，R2两端电压为零，将R2的滑动触头向b端移动不会影响电压表V和电流表A的读数，故选项A正确；两极板A、B之间的电压等于光敏
10、电阻R1两端的电压，用更强的光照射R1，R1的阻值变小，电路电流I变大，路端电压U变小，R3两端电压变大，R1两端电压变小，则小球重新达到稳定后变小，故选项B、C均错误；设强光照射R1前电压表V和电流表A的示数分别为U1、I1，强光照射R1后电压表V和电流表A的示数分别为U2、I2，则EU1I1r，EU2I2r，解得r，可见选项D正确。10如图所示的是一个电容式传感器，在金属a的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极，今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时则()A.
11、引起两极间正对面积变大B电容器的电容将变小C电容器两极间的电压将变大D静电计指针偏角将减小【解析】选A、D。由题图可知，液体与芯柱构成了电容器，两板间距离不变；液面变化时只有正对面积发生变化；则由C可知，当液面升高时，正对面积S增大，故可判断电容增大；再依据C，电容器所带的电荷量不变，那么电势差减小，则静电计指针偏角将减小，故A、D正确，B、C错误。11某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。图中RT为热敏电阻(随温度升高，阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，RG为光敏电阻(随光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除RT、RG外，其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近)。当
12、R处温度升高时()A.L变亮 BR3的电流减小CE2的路端电压增大 DR的功率减小【解析】选A、D。当R处温度升高时，RT阻值变小，小灯泡L变亮，RG阻值变小，通过R2的电流变大，E2的路端电压变小，R两端电压变小，通过的电流也变小，功率变小，通过R3的电流变大，A、D选项正确。12如图所示为用热敏电阻R和电磁铁L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与电磁铁、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接。则()A.当温度降低到某一数值时，衔铁P将会被吸下B当温度升高到某一数值时，衔铁P将会被吸下C工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C
13、、D端D工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端【解析】选B、D。温度升高时，热敏电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性增强，将衔铁P吸下，选项B正确；温度低时，要求加热器工作，所以加热器应接在A、B端，选项D正确。三、实验题：本题共2小题，共14分。13(6分)太阳能是一种“绿色”能源。在我国举办的世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的IU特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线
14、若干。(1)为了达到上述目的，请将图甲连成一个完整的实验电路图。(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的IU图像。由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻_(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为_ 。【解析】(1)探究IU特性时需要多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法。连线见答案。(2)根据R，结合IU图可知U2.00 V时R很大；U2.80 V时R 1.0103 。答案：(1)连线如图(2)很大1.0103(9661 040)14(8分)光传感器是一种传感装置，在自动控制中发挥着重要作用，主要是应用了半导体材料制成的光敏电阻，光敏电
15、阻的阻值随光照增加而减小。某实验小组用光敏电阻做实验：(1)为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，用图甲所示电路进行实验，得出两种UI图线如图乙所示。根据UI图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为_，强光源照射时电阻为_。 (2)若图甲中所用电压表的内阻约为7 k，毫安表的内阻约为300 ，考虑到电表内阻对实验结果的影响，下列说法中正确的是_。A该电路图中毫安表采用的是内接法，测量值(R测)将大于真实值B用正常光照射时测得的电阻误差较小C用强光照射时测得的电阻误差较小【解题指南】解答本题要注意以下两点(1)根据R可知，在UI图像中斜率等于电阻阻值；(2)根据待测电阻与电压
16、表和电流表内阻间的关系即可明确误差情况，光敏电阻较大应采用内接法。【解析】(1)因为光敏电阻的阻值随光照增加而减小，故由乙图可知b图像是强光源照射，a图像是正常光照射，故Ra6 000 ，Rb400 ；(2)用图甲所示电路进行实验，毫安表采用的是内接法，强光照射时，光敏电阻与毫安表的内阻相差不大，这样两者电压相差不大，故造成误差大；而正常光照时，光敏电阻远大于毫安表的内阻，毫安表分得电压较小，误差较小，选项A、B正确。答案：(1)6 000400(2)A、B四、计算题：本题共4小题，共46分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。15(8分)(1)用如图所示的传感器可以测物体的
17、位移，说明它的工作原理是什么？(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图所示，它是传感器吗？【解析】(1)它可以将位移变化转换为电容信号，当物体向左运动时，电容增大；向右运动时，电容减小。(4分)(2)它是传感器，可以感知磁场。玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，当存在磁场(如条形磁体靠近干簧管)时，两个簧片被磁化而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在。(4分)答案：见解析16(8分)有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针
18、式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小的变化而改变，其关系如表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：压力F/N050100150200250300电阻R/300280260240220200180(1)利用表中的数据，写出电阻R随压力F变化的函数式。(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？【解析】(1)由表中数据可知，k0.4 /N(2分)所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R(3000.4F) 。(1分)(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两极板电
19、压越大，(1分)但不能超过5 V，所以，解得R60 ，又因为R(3000.4F) ，得F600 N。(1分)(3)电流表中的电流I(1分)电流I与压力F不是线性关系，该测力显示器的刻度不均匀。(2分)答案：(1)R(3000.4F) (2)600 N(3)不均匀17(14分)有一种测量物体重量的电子秤，其电路主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)，原理图如图中的虚线所示，不计踏板的质量。已知电流表的量程为2 A，内阻为1 ，电源电动势为12 V，内阻为1 ，电阻R随压力F变化的函数式为R300.01F(F和R的单位分别为
20、N和)。(1)求该秤能测量的最大体重。(2)通过计算，得出该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的哪个刻度处？(3)写出该秤测量的重力与电流表中电流的函数关系。【解析】(1)由电流表量程可知电路中最大电流为2 A由闭合电路欧姆定律EI(Rrrg)可解得压力传感器R的最小值为4 (2分)由电阻R随压力F变化的函数式R300.01F可得压力最大值F2 600 N，即该秤能测量的最大体重为2 600 N。(2分)(2)踏板空载时，F0，R30 由闭合电路欧姆定律，EI(Rrrg)可解得I0.375 A(3分)即该秤零刻度线应标在电流表G刻度盘的0.375 A刻度处。(1分)(3)由
21、EI(Rrrg)和R300.01F可得EI(300.01Frrg)(2分)将电动势E12 V、内阻r1 、电流表内阻rg1 代入化简得F3 200。(4分)答案：(1)2 600 N(2)0.375 A(3)F3 20018(16分)如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒R(每厘米长的电阻为1 )竖直放置，其总长度L10 cm，电源电动势E6 V，内阻r1 ，保护电阻R04 ，托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量m00.1 kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触。当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x1 cm，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触。若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10 m/s2。求：(1)弹簧的劲度系数k；(2)该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V的示数U。【解析】(1)托盘质量m00.1 kg，当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x1 cm，根据平衡条件得m0gkx，解得k100 N/m。(8分)(2)当电子秤称量物体质量最大时，滑片位于最下端，弹簧又压缩了10 cm，根据受力平衡可知，最大物体质量m1 kg，电压表测量滑动变阻器R两端电压，UE4 V。(8分)答案：(1)100 N/m(2)1 kg4 V